CN1992214A - 用于制造cmos图像传感器的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造CMOS图像传感器的方法,包括步骤:在半导体衬底上形成栅极;在栅极一侧半导体衬底的表面形成光电二极管区;在栅极另一侧半导体衬底的表面形成LDD区;在半导体衬底整个表面上形成层间电介质层,再选择地去除层间电介质层而使其仅保留在光电二极管区上;对半导体衬底执行第一热处理工艺;在半导体衬底的整个表面上顺序形成第一绝缘层和第二绝缘层,其中第一绝缘层的蚀刻选择性与第二绝缘层的蚀刻选择性不同;在栅极两侧形成第二绝缘层侧壁;选择地去除光电二极管区之外的第一绝缘层;在栅极另一侧半导体衬底的表面形成高密度N型扩散区;在半导体衬底的整个表面上执行第二热处理工艺;在高密度N型扩散区的表面形成金属硅化物层。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造CMOS图像传感器的方法。
背景技术
通常,图像传感器指用于将光学图像转换为电信号的半导体器件。在图像传感器中,电荷耦合器件(CCD)包括彼此非常接近的金属氧化硅(MOS)电容器和存储于并且从电容器转移的电荷载子。
CMOS图像传感器是通过使用诸如控制电路和信号处理电路这样的***设备的CMOS技术,通过提供对应于多个像素的MOS晶体管使用开关模式来顺序检测输出的器件。
电荷耦合器件(CCD)具有多种缺点,例如复杂的驱动模式和高功耗。而且,CCD需要掩模工艺的许多步骤,所以用于CCD的工艺是复杂的,并且难以将信号处理电路整合到CCD的单一晶片上。最近,为了克服这些缺点,已经研究和开发了使用亚微米CMOS制造技术的CMOS图像传感器。
CMOS图像传感器在每个单元像素中包括光电二极管和MOS晶体管以通过开关模式来顺序检测信号,由此获得图像。由于CMOS图像传感器利用CMOS制造技术,CMOS图像传感器具有低功耗并且简化了其制造工艺。即,尽管CCD工艺需要30到40个掩模,CMOS传感器制造工艺却可使用大约20个掩模来完成。另外,许多信号处理器可以被整合到CMOS图像传感器的单一晶片上,因此CMOS图像传感器作为下一代图像传感器而受人瞩目。因此,CMOS图像传感器被用于多种应用,例如数码相机(DSC)、PC相机、手机相机等。
同时,CMOS图像传感器根据晶体管的数量被分为3T型、4T型,和5T型CMOS图像传感器。3T型CMOS图像传感器包括一个光电二极管和三个晶体管,4T型CMOS图像传感器包括一个光电二极管和四个晶体管。在下文中,将描述3T型CMOS图像传感器的单元像素的布局。
图1示出传统3T型CMOS图像传感器的单元像素的布局图。
图1示出通用3T型CMOS图像传感器的单元像素的布局图。
如附图所示,3T型CMOS图像传感器的单元像素包括一个光电二极管PD和三个晶体管。
三个晶体管包括用于复位在光电二极管PD中采集的光学电荷的复位栅极Rx、用作源极跟随缓冲放大器的驱动栅极Dx、和执行开关和寻址功能的选择栅极Sx。
在这里,包括光电二极管PD的光电二极管区(A)是其中没有形成自对准硅化物(salicide)的区域,而不包括光电二极管区(A)的区域即逻辑区则是其中形成有自对准硅化物的区域。
在逻辑区中形成自对准硅化物的原因是减少电阻,由此提高晶体管Rx、Dx和Sx的速度。另外,在光电二极管区中不形成自对准硅化物是因为自对准硅化物反射光,这会干扰通过接收光来产生图像的光电二极管PD的功能。
图2示出沿图1中A-A’线所取的剖视图,示出光电二极管PD和复位栅极Rx。
如图2所示,通过在复位栅极3与半导体层1之间***栅极绝缘层2,而在包括高密度P++半导体衬底和P-Epi层的半导体层1上形成复位栅极3,并且在位于复位栅极3的一侧的光电二极管区(A)中形成光电二极管掺杂区(在下文中称为“PDN”)。
另外,在位于复位栅极3的另一侧的半导体层1中形成N+扩散区5,并且在复位栅极3的两侧形成绝缘层侧壁6。另外,在位于绝缘层侧壁6的较低部分的半导体层1中形成LDD区7,这是在N+扩散区5的附近形成的。
如上所述,由于自对准硅化物层8一定不能在光电二极管区(A)中形成,而是仅仅在逻辑区、即除光电二极管区(A)之外的区域中形成,自对准硅化物层8不是在复位栅极3位于光电二极管区(A)中的那部分上形成的,并且自对准硅化物层8是在复位栅极3位于逻辑区中的那部分上和N+扩散区5上形成的。这里,参考编号9指的是绝缘层。
图3a到图3i为示出用于制造传统CMOS图像传感器的工艺的剖视图。
如图3a所示,相对于包括高密度第一导电(P++型)多晶体硅的半导体衬底100执行外延工艺,由此形成低密度第一导电(P-型)外延层101。
这里,外延层101扩大和加深光电二极管的耗尽区,因此增加用于采集光学电荷的低电压光电二极管的容量和光敏感度。
然后,在半导体衬底100上限定有源区和隔离区,并且执行STI工艺或者LOCOS工艺,由此在隔离区上形成隔离层102。
之后,将栅极绝缘层103和导电层顺序沉积在具有隔离层102的外延层101的整个表面上,并且选择性去除导电层和栅极绝缘层103,由此形成每个晶体管的栅极104。
然后,将第一光致抗蚀剂膜105涂覆在包括栅极104的半导体衬底100的整个表面上,然后执行曝光和显影工艺以便选择性地将第一光致抗蚀剂膜105上图案化,使得光电二极管区能够暴露出来。
此后,利用第一光致抗蚀剂膜105作为掩模,将低密度N-型掺杂物注入到暴露的光电二极管区,由此形成PDN区106。
如图3b所示,在完全去除第一光致抗蚀剂膜105之后,将第二光致抗蚀剂膜107涂覆在半导体衬底100的整个表面上,然后相对于第二光致抗蚀剂膜107执行曝光和显影工艺,使得晶体管区能够暴露出来。
此后,利用第二光致抗蚀剂膜107作为掩模,将低密度N-型掺杂物注入到外延层101中,由此形成LDD区108。
这里,PDN区106被形成得比LDD区108更深,因为掺杂物是以较高能量注入从而形成PDN区106的。
如图3c所示,在完全去除第二光致抗蚀剂膜107之后,在半导体衬底100的整个表面上形成厚度约为200的TEOS层109,并且在TEOS层109上形成氮化物层110。
如图3d所示,通过在氮化物层110的整个表面上执行回蚀工艺,在栅极104的两侧形成氮化物层侧壁110a。
如图3e所示,将第三光致抗蚀剂膜111涂覆在半导体衬底100的整个表面上,并且相对于第三光致抗蚀剂膜111执行曝光和显影工艺,使得第三光致抗蚀剂膜111仅仅保留在光电二极管区和隔离层102上。
此后,利用第三光致抗蚀剂膜111作为掩模,将高密度N+型掺杂物注入到暴露的源极/漏极区,由此形成高密度N+型扩散区112。
如图3f所示,在去除第三光致抗蚀剂膜111之后,执行热处理工艺(例如800℃或者更高温度的快速热处理),由此在N-型扩散区106、低密度N-型扩散区108和高密度N+型扩散区112中扩散掺杂物。
然后,在半导体衬底100的整个表面上形成自对准硅化物阻挡层113。
如图3g所示,在自对准硅化物阻挡层113上涂覆第四光致抗蚀剂膜114之后,相对于第四光致抗蚀剂膜114执行曝光和显影工艺,使得以后能够限定其中形成有自对准硅化物的区域。
此后,利用第四光致抗蚀剂膜114作为掩模,选择性地去除自对准硅化物阻挡层113的暴露部分和TEOS层109,使得高密度N+型扩散区112的表面被暴露。
如图3h所示,在去除第四光致抗蚀剂膜114和在半导体衬底100的整个表面上沉积难熔金属层之后,执行热处理工艺,由此在高密度N+型扩散区112的表面上形成金属自对准硅化物层115。
然后,去除没有与半导体衬底100反应的那一部分难熔金属层。
如图3i所示,在半导体衬底100的整个表面上沉积氮化物层,以便形成扩散阻挡氮化物层116,然后在扩散阻挡氮化物层116上形成层间电介质层117。
此后,尽管未示出,之后在层间电介质层117上形成电力线、滤色层、微透镜等,由此形成CMOS图像传感器。
现在,用于制造CMOS图像传感器的通用方法使用尺寸范围为0.35μm到0.18μm的技术。
而且,因为晶片已经变得高度整合,现在,开发具有0.18μm或者更小尺寸的技术变得有竞争力。同时,在具有0.25μm或者更大尺寸的技术中热预算(thermal budget)严重受限。这种限制源于自对准硅化物的采用。在形成自对准硅化物之后,高温(800℃或者更高)工艺受到限制,因此难以去除导致暗电流的杂质。
同时,在传统方法中,与用以形成LDD区和光电二极管区的离子注入工艺有关的热处理工艺,以及在源极和漏极离子注入之后的热处理工艺,可以在800℃或更高温度下执行以便补偿晶格的损伤和激活工艺。但是,相对于层间电介质层117的热处理工艺的温度受到限制。
因此,为了使金属自对准硅化物层115变形和实现浅结,热处理工艺是在700℃或者更低温度下执行的。
同时,层间电介质层117可以包括基于BPSG的绝缘层,并且在制造图像传感器的工艺中,随着温度变高,针对与BPSG有关从而加强暗电流的杂质的吸附剂的作用变得更有效。但是,难以通过在上述温度下执行热处理工艺来实现这样的效果。
另外,在形成层间电介质层117之前,形成包括氮化物层的扩散阻挡层116,因此在缩小尺寸时,光电二极管区被减少,使得动态范围缩小。结果,光透射率降低,从而难以再现图像。
发明内容
因此,本发明旨在解决发生在当前技术中的上述问题。本发明的目的是提供一种用于制造CMOS图像传感器的方法,该方法能够通过执行与用以形成LDD区和光电二极管区的离子注入工艺有关的热处理工艺,和在源极和漏极离子注入之后的热处理工艺,来提高杂质吸附剂层的杂质吸收能力,从而防止暗电流,以便补偿晶格的损伤和激活工艺。
为了实现该目标,本发明提供了一种用于制造CMOS图像传感器的方法,该方法包括以下步骤:通过在其中***栅极绝缘层,在半导体衬底上形成栅极;在位于栅极的一侧的半导体衬底的表面中形成光电二极管区;在位于栅极的另一侧的半导体衬底的表面中形成LDD区;在半导体衬底的整个表面上形成层间电介质层,然后选择地去除层间电介质层,使得层间电介质层仅仅保留在光电二极管区上;相对于半导体衬底执行第一热处理工艺;在半导体衬底的整个表面上顺序形成第一绝缘层和第二绝缘层,其中第一绝缘层的蚀刻选择性与第二绝缘层的蚀刻选择性不同;通过选择性蚀刻第二绝缘层在栅极的两侧形成第二绝缘层侧壁;选择地去除光电二极管区之外的第一绝缘层;在位于栅极的另一侧的半导体衬底的表面中形成高密度N型扩散区;在半导体衬底的整个表面上执行第二热处理工艺;以及在高密度N型扩散区的表面上形成金属硅化物层。
在上述方法中,第一绝缘层可包括氧化物层。
在上述方法中,第二绝缘层可包括氮化物层。
在上述方法中,所述氧化物层可包括热氧化层或者基于TEOS的氧化物层。
在上述方法中,所述层间电介质层可包括BPSG或者基于硅烷的绝缘层。
在上述方法中,所述层间电介质层的厚度范围可为400到3000。
在上述方法中,第一和第二热处理工艺可在800℃到1200℃温度范围条件下执行。
在上述方法中,执行第一热处理工艺的步骤还可包括形成厚度范围为20到100的热氧化层的步骤。
根据本发明,用于制造CMOS图像传感器的方法具有以下优点。第一,由于通过使用杂质吸附剂层和高温热处理工艺有效地去除杂质,所以能够减少暗电流。第二,由于在侧壁形成时,衬底的损伤可通过层间电介质层来防止,所以能够减少暗电流。第三,减少了暗电流由此改善了色再现,因此能够提高图像传感器的分辨率。
附图说明
图1为示出说明传统3T型CMOS图像传感器的单元像素的布局图。
图2为沿图1中A-A’线所取的剖视图,示出传统CMOS图像传感器。
图3a到图3i为示出用于制造传统CMOS图像传感器的工序的剖视图。
图4a到图4j为示出根据本发明制造CMOS图像传感器的工序的剖视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图描述根据本发明用于制造CMOS图像传感器的方法。
图4a到图4j为示出根据本发明制造CMOS图像传感器的工艺的剖视图。
如图4a中所示,相对于包括高密度第一导电(P++型)多晶体硅的半导体衬底200执行外延工艺,由此形成低密度第一导电(P-型)外延层201。
这里,外延层201增大和加深光电二极管的耗尽区,由此增加用于采集光电荷的低电压光电二极管的光敏感度和容量。
然后,在半导体衬底200上限定光电二极管区、晶体管区和隔离区,并且执行STI工艺或者LOCOS工艺,由此在隔离区上形成隔离层202。
在那之后,栅极绝缘层203和导电层(例如高密度多晶体硅层)被顺序沉积在具有隔离层202的外延层201的整个表面上,并且选择性地去除导电层和栅极绝缘层203,由此形成各晶体管的栅极204。
这里,栅极绝缘层203可以通过热氧化工艺或者CVD工艺来形成,栅极可以通过在导电层上进一步形成自对准硅化物层来形成。
同时,热氧化层(未示出)可以通过在栅极204和半导体衬底200的表面上执行热氧化工艺来形成。
另外,可以将栅极204的宽度形成为比传统栅极的宽度更宽,以反映热氧化层的厚度的增加率。
然后,在包含栅极204的半导体衬底200的整个表面上涂覆第一光致抗蚀剂膜205,然后执行曝光和显影工艺以便将第一光致抗蚀剂膜105图案化,使得光电二极管区能够暴露出来。
此后,利用图案化的第一光致抗蚀剂膜205作为掩模,将低密度第二导电(N-型)掺杂物注入到暴露的光电二极管区,由此形成PDN区206。
如图4b所示,在完全去除第一光致抗蚀剂膜205之后,在半导体衬底200的整个表面上涂覆第二光致抗蚀剂膜207,然后相对于第二光致抗蚀剂膜207执行曝光和显影工艺,以便晶体管区能够暴露出来。
此后,通过使用第二光致抗蚀剂膜207作为掩模将低密度第二导电(N-型)杂质注入到外延层201,由此在晶体管区中形成LDD区208。
在这里,PDN区206被形成得比LDD区208更深,因为掺杂物是以更高能量注入从而形成PDN区206的。
如图4c所示,在完全去除第二光致抗蚀剂膜207之后,在半导体衬底200上形成第一层间电介质层209。
在这里,第一层间电介质层209是通过沉积BPSG或基于硅烷(SiH4)的绝缘层来形成的。
同时,考虑到对扩散阻挡氮化物层的过度蚀刻的工艺余量,将第一层间电介质层209形成为厚度在400到3000的范围中。
另外,当后面形成第二绝缘层侧壁时,第一层间电介质层209防止了衬底的损伤。并且,第一层间电介质层209用作杂质的吸附层,所以之后可通过执行高温热处理工艺来有效降低暗电流。
如图4d所示,在第一层间电介质层209上涂覆第三光致抗蚀剂膜210之后,相对于第三光致抗蚀剂膜210执行曝光和显影工艺,使得第三光致抗蚀剂膜210仅仅保持在光电二极管区上。
此后,利用第三光致抗蚀剂膜210作为掩模,选择性地去除第一层间电介质层209。
如图4e所示,在完成去除第三光致抗蚀剂膜210之后,通过化学蒸汽沉积工艺(低压化学蒸汽沉积工艺)等,在半导体衬底200的整个表面上顺序沉积第一绝缘层211和第二绝缘层212。在这种情况下,第一绝缘层211的蚀刻选择性是与第二绝缘层212的蚀刻选择性不同的。
这里,第一绝缘层211包括厚度约为200的氧化物层,并且第二绝缘层212包括氮化物层。
同时,氧化物层可以包括热氧化层或者基于TEOS的氧化物层。
如图4f所示,由于第一绝缘层211的蚀刻选择性与第二绝缘层212的蚀刻选择性不同,所以可通过在第二绝缘层212的整个表面上执行回蚀工艺,在栅极204的两侧形成第二绝缘层侧壁212a。
这里,可以蚀刻第二绝缘层212和第一绝缘层211的整个表面,以便形成第一和第二绝缘层侧壁。
如图4g所示,在半导体衬底涂覆第四光致抗蚀剂膜213之后,相对于第四光致抗蚀剂膜213执行曝光和显影工艺,使得第四光致抗蚀剂膜213保留在光电二极管区与隔离层202之间的边界上。
此后,利用第四光致抗蚀剂膜213作为掩模,选择性地蚀刻暴露的第一绝缘层211。
另外,将高密度第二导电(N+型)掺杂物注入到半导体衬底200上的晶体管区,由此形成高密度N+型扩散区214。
如图4h所示,在去除第四光致抗蚀剂膜213之后,在温度范围从800℃到1200℃的条件下相对于半导体衬底200执行热处理工艺(例如快速热处理),由此在PDN区206、LDD区208和高密度N+型扩散区214中扩散掺杂物。
同时,第一热处理工艺可在PDN区206和LDD区208形成之后执行,第二热处理工艺可在高密度N+型扩散区214形成之后执行。
另外,当第一热处理工艺是在PDN区206和LDD区208形成之后执行时,在第一层间电介质层209被去除之后,在栅极207的表面上生长厚度范围为20到100的热氧化层(未示出)。
此后,在半导体衬底200的整个表面上沉积难熔金属层之后,执行热处理工艺,因此在高密度N+型扩散区214的表面上形成金属硅化物层215。
如图4i所示,在半导体衬底200的整个表面上形成扩散阻挡氮化物层216,并且在扩散阻挡氮化物层216上涂覆第五光致抗蚀剂膜217,然后相对于第五光致抗蚀剂膜217执行曝光和显影工艺,使得第五光致抗蚀剂膜217仅仅保留在光电二极管区之外的区域上。
此后,利用第五光致抗蚀剂膜217作为掩模,选择性地去除位于光电二极管区顶部上的这部分扩散阻挡氮化物层216。
如图4j所示,在去除第五光致抗蚀剂膜217之后,在半导体衬底200的整个表面上形成第二层间电介质层218。
在这里,第二层间电介质层218可包括基于硅烷的层间电介质层。在这种情况下,由于在层间电介质层中存在大量氢原子,半导体衬底200的悬键恢复,从而能够有效地减少暗电流。
另外,当根据本发明制造CMOS图像传感器时,在执行离子注入工艺从而形成LDD区和光电二极管区之后,可通过范围在800℃到1200℃的高温条件下执行热处理工艺,在衬底的表面上形成热氧化层。因此,当选择性地去除第一层间电介质层209时,暴露栅极204的损伤得到补偿,所以能够提高器件的可靠性。
同时,本领域技术人员应该了解,可以在本发明中进行多种修改和变化。因此,本发明旨在覆盖所属权利要求的范围内的修改和变化。
如上所述,根据本发明用于制造CMOS图像传感器的方法具有下面的优点。
第一,由于通过使用杂质吸附层和高温热处理工艺有效地去除了杂质,所以能够减少暗电流。
第二,由于在形成侧壁时,可通过层间电介质层避免衬底的损伤,所以能够减少暗电流。
第三,暗电流减少从而提高了色再现,所以能够提高图像传感器的分辨率。
Claims (8)
1.一种用于制造CMOS图像传感器的方法,所述方法包括以下步骤:
通过在其中***栅极绝缘层,在半导体衬底上形成栅极;
在位于该栅极的一侧的所述半导体衬底的表面中形成光电二极管区;
在位于该栅极的另一侧的所述半导体衬底的表面中形成LDD区;
在所述半导体衬底的整个表面上形成层间电介质层,然后选择地去除该层间电介质层,使得该层间电介质层仅保留在所述光电二极管区上;
相对于所述半导体衬底执行第一热处理工艺;
在所述半导体衬底的整个表面上顺序形成第一绝缘层和第二绝缘层,其中第一绝缘层的蚀刻选择性是与第二绝缘层的蚀刻选择性不同的;
通过选择性蚀刻第二绝缘层,在所述栅极的两侧形成第二绝缘层侧壁;
选择地去除所述光电二极管区之外的第一绝缘层;
在位于所述栅极的另一侧的所述半导体衬底的表面中形成高密度N型扩散区;
在所述半导体衬底的整个表面上执行第二热处理工艺;以及
在所述高密度N型扩散区的表面上形成金属硅化物层。
2.根据权利要求1所述的方法,其中第一绝缘层包括氧化物层。
3.根据权利要求1所述的方法,其中第二绝缘层包括氮化物层。
4.根据权利要求2所述的方法,其中所述氧化物层包括热氧化层或者基于TEOS的氧化物层。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述层间电介质层包括BPSG或者基于硅烷的绝缘层。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述层间电介质层的厚度范围为400到3000。
7.根据权利要求1所述的方法,其中第一和第二热处理工艺是在800℃到1200℃温度范围条件下执行的。
8.根据权利要求1所述的方法,其中执行第一热处理工艺的步骤还包括形成厚度范围为20到100的热氧化层的步骤。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100459105C (zh) * | 2006-08-11 | 2009-02-04 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Cmos图像传感器表面介质层制造方法 |
CN104078478A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-10-01 | 豪威科技(上海)有限公司 | 背照式cmos影像传感器及其制造方法 |
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Families Citing this family (3)
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Family Cites Families (10)
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KR100495411B1 (ko) * | 2002-12-27 | 2005-06-14 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 스페이서 식각 버퍼질화막을 적용한 시모스 이미지센서의제조방법 |
US6908839B2 (en) * | 2003-09-17 | 2005-06-21 | Micron Technology, Inc. | Method of producing an imaging device |
KR101025761B1 (ko) * | 2004-03-30 | 2011-04-04 | 삼성전자주식회사 | 디지탈 회로 및 아날로그 회로를 가지는 반도체 집적회로및 그 제조 방법 |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100459105C (zh) * | 2006-08-11 | 2009-02-04 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Cmos图像传感器表面介质层制造方法 |
CN104465684A (zh) * | 2013-09-13 | 2015-03-25 | 瑞萨电子株式会社 | 半导体器件及其制造方法 |
CN104465684B (zh) * | 2013-09-13 | 2019-01-22 | 瑞萨电子株式会社 | 半导体器件及其制造方法 |
CN104078478A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-10-01 | 豪威科技(上海)有限公司 | 背照式cmos影像传感器及其制造方法 |
CN104078478B (zh) * | 2014-07-04 | 2017-10-27 | 豪威科技(上海)有限公司 | 背照式cmos影像传感器及其制造方法 |
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CN117497552B (zh) * | 2024-01-03 | 2024-04-12 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 图像传感器及其制作方法 |
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